綠色化學(xué)新世紀(jì)水處理劑發(fā)展戰(zhàn)略

章凱捷

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，綠色化學(xué)的概念也隨之被提出。所謂的綠色化學(xué)實(shí)際上就是用于將污染從源頭上徹底清除的潔凈生產(chǎn)化學(xué)。水處理劑作為專用的化學(xué)品，與綠色化學(xué)有著不可分割的聯(lián)系。水處理劑是指使用在廢水處理、生活用水、工業(yè)用水中的化學(xué)藥劑，并在開發(fā)新水源、節(jié)約用水和治理污水這三個(gè)環(huán)節(jié)占有同等重要地意義，新世紀(jì)的水處理劑發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)污水處理、節(jié)約用水等有著重要作用。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué) 水處理劑 發(fā)展戰(zhàn)略

中圖分類號(hào)：TQ085.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）007-129-02

化工科學(xué)和世界化學(xué)的革命性改革，標(biāo)志著“綠色化學(xué)”概念的提出。目前這一全新的概念已經(jīng)深入到科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域中，對(duì)我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著重要影響，其中水處理劑作為專用的化學(xué)品，也與綠色化學(xué)有著不可分割的聯(lián)系。目前，我國(guó)的大部分城市都處于嚴(yán)重缺水狀態(tài)，因此要大量發(fā)展水處理劑對(duì)污水處理和節(jié)約用水所起的作用。水處理劑的主要作用是減少泡沫，控制污泥和水垢的形成，減少與水接觸的材料受到腐蝕。同時(shí)將水中的有毒物質(zhì)和懸浮固體及臭味除去，穩(wěn)定和軟化水質(zhì)等。

1 綠色化學(xué)的概念及研究?jī)?nèi)容

1.1 綠色化學(xué)的概念

美國(guó)宣布“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)計(jì)劃”時(shí)提出了“綠色化學(xué)”的概念。同時(shí)原子經(jīng)濟(jì)性，環(huán)境友好化學(xué)，綠色技術(shù)，潔凈化學(xué)等一系列新的名詞也隨之出現(xiàn)。綠色化學(xué)是指通過利用化學(xué)的方法和技術(shù)，將那些對(duì)人類生活環(huán)境或者人類身體本身有害的試劑、副產(chǎn)物、溶劑、產(chǎn)物、原料等的產(chǎn)生和應(yīng)用從根本上消除。但是要注意的是根據(jù)原子經(jīng)濟(jì)性和綠色化學(xué)的概念，綠色化學(xué)并不包括“三廢”的處理辦法。同時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染預(yù)防的改進(jìn)管理辦法的手段也不屬于化學(xué)工程及綠色化學(xué)范疇。

1.2 綠色化學(xué)研究的內(nèi)容

在綠色化學(xué)中，有四個(gè)基本的要求，即反應(yīng)條件和反應(yīng)方式，轉(zhuǎn)化反應(yīng)的試劑和原材料，目標(biāo)分子?？梢詮倪@四個(gè)方面來看化學(xué)工程是否符合綠色化學(xué)的要求：（1）目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)。分子結(jié)構(gòu)綠色化學(xué)的關(guān)鍵，它利用對(duì)分子進(jìn)行改建，使分子重新組合成為新的化合物，這種化合物在保持原有功能的同時(shí)，又消除了對(duì)人類的危害性。（2）原材料和試劑。開發(fā)和應(yīng)用對(duì)環(huán)境及人類沒有無害、無毒的轉(zhuǎn)化反應(yīng)和原材料的試劑是綠色化學(xué)的重要環(huán)節(jié)。（3）化學(xué)反應(yīng)方式。大部分的專用化學(xué)品都需要經(jīng)過多步驟的分離反應(yīng)后才能合成。作為改變化學(xué)合成的方式在綠色技術(shù)中占有重要地位。（4）反應(yīng)條件。傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)條件很大一部分具有揮發(fā)性，極可能導(dǎo)致環(huán)境污染。綠色化學(xué)則是為了改善這一條件，進(jìn)而從合理的使用催化劑和改變?nèi)軇┤胧?，盡可能的減少化學(xué)反應(yīng)給環(huán)境及人體帶來的危害。

2 水處理劑在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種生產(chǎn)企業(yè)不但涌現(xiàn)，導(dǎo)致大量的環(huán)境污染和水污染，特別是一些化工企業(yè)中“三廢”的排放，導(dǎo)致嚴(yán)重的大氣污染和水污染。這就導(dǎo)致人們的飲用水和日常用水得不到保證，各種各樣的疾病也隨之而來，因此要加強(qiáng)污染稅的處理，開發(fā)新的水源，保證人們用水的安全。

隨著“綠色化學(xué)”概念的提出，綠色化學(xué)成為當(dāng)今世界水處理的發(fā)展中心，水處理劑產(chǎn)品的綠色化，水處理劑生產(chǎn)反應(yīng)方式的綠色化，水處理材料和轉(zhuǎn)化試劑的綠色化，以及水處理劑生產(chǎn)反應(yīng)條件的綠色化等都成為當(dāng)前科學(xué)研究和發(fā)展的重點(diǎn)方向。我國(guó)的水處理劑的生產(chǎn)及發(fā)展的起步較晚，與國(guó)外相比還存在一定的距離，因此還需進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)水處理劑的研究發(fā)展，使得水處理劑的生產(chǎn)應(yīng)用更加科學(xué)有效。目前我國(guó)的水處理劑發(fā)展現(xiàn)狀可以從以下幾點(diǎn)來看出：

2.1 產(chǎn)量

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的水處理劑的生產(chǎn)量相對(duì)較低，其水處理劑的生產(chǎn)總值與發(fā)展其他國(guó)家相比還相差甚遠(yuǎn)。

2.2 分類

（1）循環(huán)冷卻水處理劑。這類處理劑主要包括阻垢劑、緩蝕劑、清洗劑、殺菌劑及配套的預(yù)膜劑、清洗劑等。通過三次不同年代的大型技術(shù)引進(jìn)的消化和開發(fā)后，我國(guó)國(guó)內(nèi)的大部分類別的基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)基本配套齊全，不需要再大量進(jìn)口，并且能部分出口，這使的我國(guó)水處理劑的生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家的距離大大縮短，同時(shí)還掌握了國(guó)外一些先進(jìn)的水處理劑的技術(shù)和配方等。但在新型膦羧酸，含溴殺菌劑，新型水溶性共聚物，氧化型殺菌等方面的研究與先進(jìn)國(guó)家相比還存在一定的差距。（2）殺菌劑：目前我國(guó)的殺菌劑如工業(yè)用水殺菌劑，僅僅使用了少量的殺菌劑如季銨鹽，液氯等，而在國(guó)外已經(jīng)有更為先進(jìn)的殺菌劑被生產(chǎn)出來，且我國(guó)的化工企業(yè)大多存在于鄉(xiāng)鎮(zhèn)上，因此，這就可能導(dǎo)致其產(chǎn)品的質(zhì)量無法得到保證。（3）有機(jī)高分子絮凝劑：聚丙烯酸鈉和聚丙烯酰胺等系列的水平較低，低毒產(chǎn)品，高分子量及超高分子量產(chǎn)品與發(fā)達(dá)國(guó)家相比也較為落后?？傮w上來說，我國(guó)系列化、配套的水處理劑產(chǎn)品已基本不再需要從國(guó)外購進(jìn)，但是國(guó)外有很多的專用的產(chǎn)品在我國(guó)僅僅只有那么幾種。

表1 各種水處理劑的性能比較

2.3 質(zhì)量

在我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)的水處理劑約有80%。在經(jīng)過了長(zhǎng)期的發(fā)展后，一批在管理上、生產(chǎn)規(guī)模上、生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備上已達(dá)到相當(dāng)水平的生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)，但就整體而言，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的潛力正在逐漸枯竭，其企業(yè)的管理水平逐漸下滑，很大一部分企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量還有待提高。從整個(gè)行業(yè)來看，各個(gè)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，進(jìn)而使得產(chǎn)品的整體質(zhì)量較低。但就我國(guó)先進(jìn)水平而言，情況則有所差異，就某些主要生產(chǎn)循環(huán)冷卻水處理劑的廠家而言，雖然其生產(chǎn)技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定的差距，但其生產(chǎn)出的產(chǎn)品與發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)出的產(chǎn)品的差距卻不是很大。甚至有些產(chǎn)品完全超過了發(fā)達(dá)國(guó)家所生產(chǎn)出的產(chǎn)品，并出口到了國(guó)外。除產(chǎn)品外，我國(guó)有機(jī)高分子絮凝劑在速溶性，毒性，分子量等方面也存在質(zhì)量上的差距，且在水處理劑中這些差距都較為明顯。

2.4 技術(shù)與應(yīng)用服務(wù)

在我國(guó)水處理技術(shù)的應(yīng)用還不是很廣泛，應(yīng)用在中小型企業(yè)中的情況較少。比如在冷卻水方面，直流式仍是不少企業(yè)采用的主要方式，使得其水的消耗量比國(guó)外相比高出許多。并且這也使得水的重復(fù)使用率低。就水的重復(fù)使用率來看，我國(guó)的重復(fù)使用率僅僅為45%，而日本則為82.5%，美國(guó)則為75%以上。目前我國(guó)關(guān)于水處理劑的技術(shù)與應(yīng)用方面主要存在的問題是技術(shù)服務(wù)的內(nèi)容和對(duì)象還很局限：（1）在行業(yè)方面，還缺乏經(jīng)驗(yàn)，如造紙業(yè)、洗煤、電力等；（2）在處理污水方面，各種污水處理的要求無法得到滿足。

3 關(guān)于水處理的發(fā)展對(duì)策及建議

（1）就目前形勢(shì)下，水處理劑的生產(chǎn)能力已明顯超出市場(chǎng)需求，因此，在這方面國(guó)家不需要再進(jìn)行投資。且市場(chǎng)與水處理劑的研究開發(fā)已有十分密切的關(guān)系，從市場(chǎng)出發(fā)的研究課題占有很大比例，市場(chǎng)有自己的成果及經(jīng)濟(jì)效益，籌備資金進(jìn)行開發(fā)研究很大部分研究單位都能做到。因此，在這種情況下，國(guó)家不需要再增加對(duì)水處理劑的投資力度。

（2）改進(jìn)老工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)耗能，減少對(duì)環(huán)境的污染是目前水處理劑研究的主方向，同時(shí)，水處理劑研究還注重研究少磷或無磷的水處理質(zhì)量；能滿足苛刻條件的特殊水處理劑的研究；能夠利用計(jì)算機(jī)在線進(jìn)行濃度測(cè)定的水處理劑和其應(yīng)用技術(shù)的研究；冷卻水用海水代替淡水的水處理劑的研究；生物，半天然及天然的絮凝劑等。

（3）在推廣方式方面。大部分的水處理劑為水劑，沒有明顯的規(guī)模效應(yīng)，因此大廠和大公司并不適合水處理劑的生產(chǎn)，因此可以分散就地服務(wù)，并主要以中小企業(yè)為主。同時(shí)對(duì)小型技術(shù)服務(wù)單位的成立表示鼓勵(lì)。同時(shí)還應(yīng)屠光回用污水作冷卻水的藥劑和水處理技術(shù)。屠光不停車清洗藥劑和技術(shù)，使得現(xiàn)代化工廠的長(zhǎng)期，高效，連續(xù)運(yùn)行得到保證，進(jìn)而提高生產(chǎn)量，節(jié)約能源消耗。推廣使用絮凝劑，使得污水的治理速度加快。

4 結(jié)束語

綠色化學(xué)水處理劑是保護(hù)人類生存環(huán)境的重要措施，因此，要進(jìn)一步發(fā)展水處理劑技術(shù)，并推廣其應(yīng)用范圍，為消滅污染、保護(hù)環(huán)境、造福子孫后代做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 降曉艷.多功能水處理劑的合成及應(yīng)用研究[D].西北大學(xué)，2012.

[2] 李芳蓉.膨潤(rùn)土及改性膨潤(rùn)土在重金屬廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].牡丹江教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（05）：105-108.

[3] 劉洪濤，徐冠華，朱果逸.先進(jìn)水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].水處理技術(shù)，2008（04）：1-7，30.

[4] 崔運(yùn)啟，張二琴，張普玉.水處理用阻垢劑的綠色化研究進(jìn)展[J].天中學(xué)刊，2009（02）：19-22.

[5] 張文毓.綠色化學(xué)與防腐蝕技術(shù)[J].全面腐蝕控制，2011（10）：18-20，32.

[6] 任華.阻垢劑在工業(yè)水處理中的應(yīng)用[J].區(qū)域供熱，2013（02）：91-93，102.